KR101743036B1

KR101743036B1 - Indoor bicycle simulation system and control method thereof

Info

Publication number: KR101743036B1
Application number: KR1020160035829A
Authority: KR
Inventors: 장세영; 홍영표; 김동건
Original assignee: (주) 에이티디랩
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2017-06-15

Abstract

본 발명은 실제 자전거를 운행하는 것과 유사하게 자전거의 자세 제어 및 요철 제어가 가능한 자전거 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 실내 자전거 본체 및 실내 자전거 본체에 연결되고 시뮬레이션 프로그램이 실행되는 퍼스널 컴퓨터를 포함하는 자전거 시뮬레이션 시스템에 있어서, 실내 자전거 본체는 복수의 모터 및 복수의 모터를 제어하고 상기 퍼스널 컴퓨터과 상호 통신하기 위한 컨트롤 패널을 포함하고, 복수의 모터는, 자전거의 경사 조절 시키기 위한 경사 조절 모터, 자전거의 후륜에 결합되는 후륜 요철 모터 및 후륜을 회전시키기 위한 후륜 구동 모터, 자전거의 전륜에 결합되는 전륜 요철 모터 및 전륜을 회전시키기 위한 전륜 구동 모터를 포함하고, 컨트롤 패널은, 퍼스널 컴퓨터로부터 도로 주행 데이터를 수신하고 도루 주행 데이터에 포함된 경사도 정보에 대응하여 상기 경사 조절 모터를 구동하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a bicycle simulation system capable of attitude control and ruggedness control of a bicycle similar to the operation of an actual bicycle and includes a personal computer connected to an indoor bicycle body and an indoor bicycle body according to the present invention and executing a simulation program Wherein the motorcycle includes a plurality of motors, a plurality of motors, and a control panel for mutually communicating with the personal computer, wherein the plurality of motors include a tilt adjusting motor for controlling the tilt of the bicycle, a bicycle A rear wheel drive motor for rotating the rear wheel, a front wheel unevenness motor coupled to the front wheels of the bicycle, and a front wheel drive motor for rotating the front wheel, Receiving Corresponding to the slope information included in the running data bases is characterized in that for driving the reclining motor.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a bicycle simulation system,

본 발명은 자전거 시뮬레이션 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 실제 자전거를 운행하는 것과 유사하게 자전거의 자세 제어 및 요철 제어가 가능한 실내 자전거 시뮬레이션 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a bicycle simulation system and a control method thereof, and more particularly, to an indoor bicycle simulation system and a control method thereof, which are capable of attitude control and ruggedness control of a bicycle similar to running an actual bicycle.

일반적으로 자전거는 사용자인 사람이 인위적인 힘을 부여하여 페들을 회전시킴에 따라 전진 이동되는 이동 수단의 하나로서 매연 등에 따른 환경오염이 전혀 없기 때문에, 저탄소 녹색 성장이라는 정부 정책과도 일치하고, 또한 에너지 절약, 환경 보호, 및 개인 건강 증진이라는 여러가지 효과를 얻어질 수 있으므로 최근 그 사용자가 급격히 증가 되고 있다.
Generally, a bicycle is one of the moving means that moves forward as a user rotates the wheels by giving an artificial force. Since there is no environmental pollution due to soot and the like, it is in line with the government policy of low carbon green growth, Saving, environmental protection, and personal health promotion, the number of users is rapidly increasing.

최근 자전거 주행을 위한 자전거 주행 도로가 증가되고 있지만 여전히 실외에서 자전거를 타기 위해서는 차량 도로를 거쳐야만 하고 이는 자동차와의 접촉 사고등으로 이어질 수도 있다.
Recently, bicycle riding roads for bicycle have been increasing, but it is still necessary to go through the roads to ride bicycles outdoors, which may lead to accidental contact with the car.

또한 빠쁜 현대인에게 있어서 실외에서 자전거를 타기 위해 시간을 할애하는 것도 어려운 실정이며, 이런 문제점에 기반하여 자전거 타기를 실내에서 수행할 수 있도록 실내 운동용 자전거가 많이 많이 이용되고 있다.
In addition, it is difficult for busy modern people to spend time to ride a bicycle outdoors. Based on this problem, a lot of indoor exercise bicycles are being used so that the cycling can be performed indoors.

이와 같은 실내 운동용 자전거는 작동 상태가 아주 단순하여 즉, 고정된 상태에서 적당한 부하량을 갖고 있는 페달을 밟기만 하는 운동이기 때문에 곧바로 운동에 대한 싫증을 느끼게 되어 운동 효과가 떨어지며, 지속성을 갖고 운동하기 어렵다라는 문제점이 있었다.
Such an indoor exercise bike is very simple in operation, that is, it is a motion that only pedals a pedal having a proper amount of load in a fixed state. Therefore, the bike immediately becomes bored with the exercise, and the exercise effect is decreased. There was a problem that it was difficult.

본 발명은 사용자가 실내 운동용 자전거를 타고 주행할 때 실제 자전거를 타고 있는 것 처럼 자전거의 자세와 요철 제어등이 가능한 자전거 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a bicycle simulation system capable of controlling the attitude and unevenness of a bike as if the user is riding on a bicycle when riding on a bicycle for indoor sports.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 양태에 따르면, 실내 자전거 본체 및 실내 자전거 본체에 연결되고 시뮬레이션 프로그램이 실행되는 퍼스널 컴퓨터를 포함하는 자전거 시뮬레이션 시스템이 제공된다. 이 시스템에 있어서, According to a first aspect of the present invention, there is provided a bicycle simulation system including an indoor bicycle body and a personal computer connected to the indoor bicycle body and executing a simulation program. In this system,

실내 자전거 본체는 복수의 모터 및 복수의 모터를 제어하고 상기 퍼스널 컴퓨터과 상호 통신하기 위한 컨트롤 패널을 포함하고, 상구 복수의 모터는, 자전거의 경사 조절 시키기 위한 경사 조절 모터, 자전거의 후륜에 결합되는 후륜 요철 모터 및 후륜을 회전시키기 위한 후륜 구동 모터, 자전거의 전륜에 결합되는 전륜 요철 모터 및 전륜을 회전시키기 위한 전륜 구동 모터를 포함하고, 상기 컨트롤 패널은, 퍼스널 컴퓨터로부터 도로 주행 데이터를 수신하고 도로 주행 데이터에 포함된 경사도 정보에 대응하여 상기 경사 조절 모터를 구동하는 것을 특징적 구성으로서 포함한다.
An indoor bicycle main body includes a plurality of motors and a control panel for controlling a plurality of motors and mutually communicating with the personal computer, wherein the plurality of motors comprise a tilt adjusting motor for adjusting the tilt of the bicycle, And a front wheel drive motor for rotating the front wheel, wherein the control panel receives the road running data from the personal computer and executes the road running And drives the tilt adjusting motor in accordance with the tilt information included in the data.

전술한 양태에서, 컨트롤 패널은, 퍼스널 컴퓨터로부터 도로 주행 데이터를 수신하고 도로 주행 데이터에 포함된 요철 정보에 대응하여 상기 후륜 요철 모터 및 상기 전륜 요철 모터를 구동하도록 구성된다.
In the above-described aspect, the control panel is configured to receive the road running data from the personal computer and to drive the rear wheel unevenness motor and the front wheel unevenness motor in accordance with the unevenness information included in the road running data.

또한 실내 자전거 본체는 패달 회전 속도를 검출하기 위한 패달 회전 속도 검출 수단과, 후륜 회전 속도를 검출하기 위한 후륜 회전 속도 검출 수단을 포함하고, 컨트롤 패널은 후륜의 회전 속도에 대응하여 전륜이 회전하도록 전륜 구동 모터를 구동시킨다.
And the control panel controls the front wheel so that the front wheel rotates in accordance with the rotational speed of the rear wheel, Drive the drive motor.

컨트롤 패널은 자전거의 경사도를 검출하기 위한 경사 엔코더를 포함하고, 경사 엔코더에 의해 판독된 결과가 오르막 경사 또는 상향 경사인 것으로 판독되면, 오르막 경사도에 대응하는 부하를 후륜에 인가하기 위해 후륜 구동 모터를 정지시키거나 역방향으로 구동시킨다.
The control panel includes a tilt encoder for detecting the tilt of the bicycle and, when the result read by the tilt encoder is read as an upward slope or an upward slope, a rear wheel drive motor for applying a load corresponding to the tilt to the rear wheels Stop or reverse direction.

또한 컨트롤 패널은 자전거의 경사도를 검출하기 위한 경사 엔코더를 포함하고, 경사 엔코더에 의해 판독된 결과가 내리막 경사 또는 하향 경사인 것으로 판독되면, 사용자가 패달을 회전시키지 않은 경우에도 후륜 구동 모터를 정방향으로 구동시킬 수도 있다.
The control panel also includes a tilt encoder for detecting the tilt of the bicycle and if the result read by the tilt encoder is read as a downward slope or a downward slope, It may be driven.

본 발명의 제2 양태에 따르면 실내 자전거 본체 및 실내 자전거 본체에 연결되고 시뮬레이션 프로그램이 실행되는 퍼스널 컴퓨터를 포함하는 자전거 시뮬레이션 시스템의 제어 방법이 제공된다. 이 제어 방법은, 퍼스널 컴퓨터로부터 도루 주행 데이터를 수신하는 단계; 패달의 회전을 검출하는 단계; 패달의 회전이 검출된 경우 패달 속도를 측정하는 단계; 패달 속도를 측정한 후 후륜의 회전을 감지하는 단계; 후륜의 회전이 감지된 경우 후륜의 회전 속도를 검출하는 단계; 후륜의 회전 속도에 대응하여 전륜을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징적 구성으로서 포함한다.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a control method of a bicycle simulation system including a personal computer in which an indoor bicycle body and an indoor bicycle body are connected and a simulation program is executed. This control method includes: receiving stow run data from a personal computer; Detecting rotation of the pedal; Measuring a pedal speed when the rotation of the pedal is detected; Sensing the rotation of the rear wheel after measuring the pedal speed; Detecting the rotational speed of the rear wheel when the rotation of the rear wheel is sensed; And rotating the front wheel corresponding to the rotational speed of the rear wheel.

상기 양태에서 패달의 회전을 검출하는 단계에서 패달의 회전이 검출되지 않은 경우에는 패달 속도를 측정하지 않고 후륜의 회전을 감지하는 단계를 포함할 수 있다.
And detecting the rotation of the rear wheel without measuring the pedal speed when the rotation of the pedal is not detected in the step of detecting the rotation of the pedal in this embodiment.

또한 전술한 양태에서 본 발명에 따르면 도로 주행 데이터에 포함된 경사도를 수신하는 단계; 실내 자전거 본체의 현재 경사도와 현재 수신된 경사도를 비교하여 현재 경사도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a vehicle, comprising: receiving an inclination included in road driving data; And adjusting the current tilt by comparing the current tilt of the indoor bicycle with the currently received tilt.

또한 본 발명의 다른 양태에서는 경사도를 조절하는 단계 이후, 주행중인 경사가 오르막 경사인지 내리막 경사인지를 판단하는 단계를 더 포함하고, 오르막 경사인 것으로 판단된 경우, 후륜에 부하를 인가하는 단계를 더 포함하고, 내리막 경사인 것으로 판단된 경우, 패달의 회전을 검출하고, 패달의 회전이 검출되지 않은 경우 후륜을 강제적으로 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a vehicle, comprising the steps of: determining whether a slope during running is an ascending slope or a descending slope after the step of adjusting the slope; And detecting the rotation of the pedal when it is determined that the downhill inclination is detected, and forcibly rotating the rear wheel when the rotation of the pedal is not detected.

또한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 도로 주행 데이터에 포함된 요철 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 요철 정보에 대응하여 자전거의 후륜 및 전륜을 상하 방향으로 요동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, the method may further include receiving the unevenness information included in the road running data, and further comprising the step of swinging the rear wheels and the front wheels of the bicycle in the vertical direction corresponding to the unevenness information.

본 발명은 사용자가 실내 운동용 자전거를 타고 주행할 때 실제 자전거를 타고 있는 것 처럼 자전거의 자세와 요철 제어등이 가능한 자전거 시뮬레이션 시스템을 제공할 수 있다.
The present invention can provide a bicycle simulation system capable of controlling the attitude and unevenness of the bike as if the user is riding on the actual bicycle when riding the bike for indoor sports.

도 1a은 본 발명의 자전거 시뮬레이션 시스템에 이용되는 자전거 본체를 개략적으로 도시한 사시도, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 자전거 본체의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도 및 도 1c는 자전거 본체의 측면도를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 자전거 본체에 있어서 제2 모터 및 제3 모터의 구성을 보다 구체적으로 도시한 부분 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 자전거 본체에 있어서 제4 모터의 구성을 보다 구체적으로 도시한 부분 확대도.
도 4는 본 발명의 자전거 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 시스템에서 복수의 모터, 및 센서를 제어하고 또한 자전거 본체에 결합된 PC와 통신하기 위한 컨트롤 패널의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 6은 컨트롤 패널에서의 전륜 및 후륜 제어 흐름을 나타낸 순서도.
도 7은 컨트롤 패널에서의 전륜 및 후륜를 포함한 바퀴 제어와 함께 경사 제어의 흐름을 나타낸 순서도.
도 8은 컨트롤 패널에서의 요철 제어의 흐름을 나타낸 순서도.
도 9는 컨트롤 패널에서의 PC 화면 제어 흐름을 나타낸 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a perspective view schematically showing a bicycle body used in a bicycle simulation system of the present invention, Fig. 1B is an exploded perspective view for explaining a configuration of a bicycle body according to an embodiment of the present invention, and Fig. Fig.
Fig. 2 is a partially enlarged view showing the configuration of the second motor and the third motor in the bicycle main body according to the present invention in more detail; Fig.
Fig. 3 is a partially enlarged view of the structure of the fourth motor in the bicycle according to the present invention. Fig.
Figure 4 schematically illustrates a bicycle simulation system of the present invention;
5 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a control panel for controlling a plurality of motors and sensors in a bicycle simulation system according to the present invention and for communicating with a PC coupled to a bicycle body.
6 is a flowchart showing front and rear wheel control flows in the control panel.
7 is a flowchart showing the flow of inclination control together with wheel control including front and rear wheels in a control panel.
8 is a flowchart showing the flow of the unevenness control in the control panel.
9 is a flowchart showing a PC screen control flow in the control panel.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is thoroughly disclosed and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. And the present invention is only defined by the scope of the claims. Accordingly, in some embodiments, well known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. Moreover, terms used herein (to be referred to) are intended to illustrate embodiments and are not intended to limit the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. Also, components and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 시스템에 이용되는 실내 자전거 본체(10)를 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 1a는 외측 사시도, 도 1b는 도 1a의 측면도, 도 1c는 도 1a의 분해 사시도이다.
FIG. 1B is a side view of FIG. 1A, FIG. 1C is a side view of the bicycle simulation system according to the first embodiment of the present invention. FIG. Fig.

도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 실내 자전거 본체(10)는 지면에 고정되어 설치되는 하부 고정 베이스(100), 하부 고정 베이스(100)의 상측에서 하부 고정 베이스(100)의 상측면에 설치된 레일부(120a,120b)를 따라 이동가능하게 설치되는 상부 이동 베이스(200), 상부 이동 베이스(200)의 상부에 장착되는 자전거(300)를 포함한다.
1A to 1C, the indoor bicycle main body 10 includes a lower fixed base 100 fixed on the ground, a lower fixed base 100 fixed on the upper side of the lower fixed base 100, An upper moving base 200 movably installed along the installed rails 120a and 120b and a bicycle 300 mounted on the upper moving base 200. [

다음으로 실내 자전거 본체(10)의 하부 고정 베이스(100)에 대해 설명한다. 하부 고정 베이스(100)는 그 상부가 반원호형의 레일 안착면(105a)을 가지도록 형성되는 외측 하우징(105)과, 하부 고정 베이스(100)의 길이방향(L)을 따라 일정간격을 두고 설치되는 2개의 레일부(120a,120b), 2개의 레일부 사이에서 길이 방향을 따라 길게 형성되는 홈부(105b)를 포함하고, 외부 하우징(105) 내에는 제1 모터부(M1)가 설치된다.
Next, the lower fixing base 100 of the indoor bicycle body 10 will be described. The lower fixing base 100 includes an outer housing 105 having an upper arc-shaped rail seating surface 105a and a lower fixing base 100 installed at regular intervals along the longitudinal direction L of the lower fixing base 100 And a groove portion 105b formed to be long along the longitudinal direction between the two rail portions and the first motor portion M1 is installed in the outer housing 105. The first motor portion M1 is installed in the outer housing 105,

제1 모터부(M1)(또는 "슬로프 모터"라고도 함)는 전술한 바와 같이 외부 하우징(105) 내에 설치되는데, 도 1b에 도시된 바와 같이 제1 모터부(M1)의 일단부에는 피니언 기어(112)가 설치되고, 피니언 기어(112)는 적어도 일부분이 외측 하우징(105)의 홈부(105b)를 통해 외부로 돌출되도록 배치된다.
1B, the first motor M1 is provided at one end of the first motor M1. The first motor M1 is connected to the first motor M1, And at least a portion of the pinion gear 112 is disposed so as to protrude to the outside through the groove portion 105b of the outer housing 105. [

제1 모터부(M1)가 회전하면 제1 모터부(M1)에 결합된 피니언 기어(112)가 회전되고 피니언 기어(112)의 회전력은 후술하는 바와 같이 피니언 기어(112)에 맞물린 랙기어(212)로 전달되어 랙기어(212)는 길이 방향을 따라 전후방향으로 이동하게 된다.
When the first motor M1 is rotated, the pinion gear 112 coupled to the first motor M1 is rotated and the rotational force of the pinion gear 112 is transmitted to the rack gear meshed with the pinion gear 112 212 so that the rack gear 212 moves in the longitudinal direction along the longitudinal direction.

다음으로 하부 고정 베이스(100)에 결합되는 상부 이동 베이스(200)에 대해 설명한다. 상부 이동 베이스(200)는 도 1a에 도시한 바와 같이 하부 고정 베이스(100)의 반원호형의 안착면(105a)에 대응하는 하측면를 가지는데, 전체적인 형상은 카누(canoe shaped)을 닮은 카누형 하우징(205)을 가지며, 카누형 하우징(205)의 상부면은 자전거(300)가 고정되어 설치될 수 있도록 평탄면(205a)을 갖도록 형성된다.
Next, the upper movable base 200 coupled to the lower fixed base 100 will be described. The upper movable base 200 has a lower surface corresponding to the semicircular seating surface 105a of the lower fixed base 100 as shown in FIG. 1A, the overall shape of which is a canoe-shaped housing And the upper surface of the canoe-shaped housing 205 is formed to have a flat surface 205a so that the bicycle 300 can be fixedly installed.

상부 이동 베이스(200)의 하부면(205b)은 반원호 형상으로 이루어지고, 하부면(205b)의 중앙 부근에는 그 길이 방향(W)을 따라 랙기어(212)가 반원호 형상으로 길게 형성된다.
A lower surface 205b of the upper moving base 200 is formed in a semicircular arc shape and a rack gear 212 is formed in a semicircular shape along the longitudinal direction W near the center of the lower surface 205b .

또한 상부 이동 베이스(200)의 전방 및 후방의 양 측면에는 하부 고정 베이스(100)의 레일부(120a,120b)와 결합되어 이동가능하도록 각각 한쌍의 바퀴부(250)가 고정되어 형성된다.
A pair of wheel portions 250 are fixedly coupled to the front and rear side surfaces of the upper moving base 200 so as to be coupled with the rails 120a and 120b of the lower fixing base 100, respectively.

따라서 피니언 기어(112)에 맞물린 랙기어(212)가 길이방향(L)을 따라 이동될 때 상부 이동 베이스(200)의 바퀴부(250)가 레일부(120a,120b) 상에서 이동하게 되어 상부 이동 베이스(200)는 하부 고정 베이스(100) 상에서 경사를 형성하게 된다.
When the rack gear 212 engaged with the pinion gear 112 is moved along the longitudinal direction L, the wheel portion 250 of the upper movable base 200 moves on the rail portions 120a and 120b, The base 200 forms an inclination on the lower fixing base 100.

이때 형성되는 하부 고정 베이스(100)에 대한 상부 이동 베이스(200)의 경사 각도는 대략 ±25°범위 내에 있는 것이 바람직하다. 경사 각도를 검출하기 위해, 하부 고정 베이스(100) 또는 상부 이동 베이스(200) 중 어느 하나에는 슬로프 포지션을 검출하기 위한 경사 검출 수단 또는 경사 엔코더(410)가 설치될 수 있다.
The inclination angle of the upper movable base 200 with respect to the lower fixed base 100 formed at this time is preferably within a range of about ± 25 degrees. In order to detect the tilt angle, any one of the lower fixing base 100 and the upper moving base 200 may be provided with tilt detection means or tilt encoder 410 for detecting the slope position.

또한 본 실시예에서, 상부 이동 베이스(200)의 후단부에는 두개의 모터부, 즉 제2 모터부(M2)과 제3 모터부(M3)가 설치된다. 도 2는 제2 모터부(M2)와 제3 모터부(M3)를 보다 구체적으로 나타내는 확대도이다.
Also, in this embodiment, two motor portions, that is, a second motor portion M2 and a third motor portion M3 are provided at the rear end of the upper moving base 200. 2 is an enlarged view showing the second motor portion M2 and the third motor portion M3 in more detail.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2 모터부(M2)은 상부 이동 베이스(200)의 후단부 부근의 측면에 설치되고 제2 모터부(M2)의 일단부에는 제2 모터부(M2)의 회전에 의해 폭방향으로 이동하는 샤프트(210a)가 연결된다. 또한 샤프트(210a) 상에는 복수의 캠부(210a~210d)가 더 형성된다.
2, the second motor M2 is installed on the side near the rear end of the upper movable base 200 and the second motor M2 is connected to one end of the second motor M2. And a shaft 210a moving in the width direction by rotation is connected. A plurality of cam portions 210a to 210d are further formed on the shaft 210a.

복수의 캠부(210a~210d)는 제2 모터부(M2)의 회전에 의해 회전되기 때문에 사용자가 패달(310)을 밟아 후륜을 회전시킬 때 후륜(320)에 대해 다양한 상하 요동을 제공할 수 있게 된다. 보다 안정적으로 후륜(320)에 상하 요동을 제공하기 위해서 복수의 캠부(210a~210d)는 후륜의 직하방에 설치되는 것이 바람직하다.
The plurality of cam portions 210a to 210d are rotated by the rotation of the second motor M2 so that the user can provide various up and down swings with respect to the rear wheel 320 when the user steps on the pedal 310 to rotate the rear wheel do. It is preferable that the plurality of cam portions 210a to 210d are provided directly below the rear wheel in order to more stably provide the up and down rocking motion of the rear wheel 320. [

또한 상기 실시예에서 복수의 캠부(210a~210d)는 단면의 형상이 별형, 평행사변형, 원형, 정사각형인 것으로 도시되었지만 삼각형, 직사각형, 타원형 등과 같은 다양한 기하학적 형상을 가질 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.
Also, in this embodiment, it is apparent to those skilled in the art that the plurality of cam portions 210a to 210d have a cross-sectional shape of a star shape, a parallelogram shape, a circular shape, and a square shape, but may have various geometrical shapes such as a triangle shape, a rectangular shape,

제3 모터부(M3)는 상부 이동 베이스(200)의 후단부의 끝에 설치되고 제3 모터부(M3)의 일단부에는 회전봉(220a)이 결합된다. 제3 모터부(M3)는 사용자의 패달 조작이 없는 경우, 예를 들면 도 1b에서 랙기어가 좌측으로 이동하여 자전거가 내리막 경사에 있는 경우, 바퀴를 강제 회전 시키도록 구성된다.
The third motor M3 is installed at the end of the rear end of the upper movable base 200 and the rotation rod 220a is coupled to one end of the third motor M3. The third motor unit M3 is configured to forcibly rotate the wheel when the user does not operate the paddle, for example, when the rack gear is moved to the left in Fig. 1B and the bicycle is in the downward slope.

이와 같은 구성은 실제 실외에서 사용자가 자전거를 타고 주행할 때 자전거가 내리막 경사 도로를 주행할 때 패달을 굴리지 않더라도 자전거 후륜이 자동으로 회전하는 것과 유사한 회전감을 사용자에게 제공할 수 있다.
Such a configuration can provide the user with a sense of rotation similar to that of the rear wheel of the bicycle even if the pedal is not rolled when the bicycle rides on the downhill road when the user rides on the bicycle in the actual outdoors.

또한 제3 모터부(M3)는 도 1b에서 랙기어가 우측으로 이동하여 자전거가 오르막 경사에 있는 경우에는 제3 모터부(M3)는 후륜의 회전에 부하를 주도록 동작하고 체인(310a)을 통해 부하가 패달(310)에 전달됨에 따라, 사용자가 실제 오르막 도로를 올라갈 때와 유사하게 패달에 부하를 주게됨으로써 실제 자전거를 타는 것과 유사한 감각을 사용자에게 제공할 수 있다.
In addition, when the rack gear is moved to the right in FIG. 1B and the bicycle is in an upward slope, the third motor M3 is operated to give a load to the rotation of the rear wheel, and the third motor M3 is driven through the chain 310a As the load is delivered to the pedal 310, the user may be provided with a feeling similar to riding the actual bicycle by imposing a load on the pedal, similar to when a user climbs an actual uphill road.

또한 상기 실시예에서 후륜(320)로의 회전력을 보다 확실하게 전달하기 위해 회전봉(220a)에는 돌출된 형상의 요철 구조물이 더 형성될 수도 있다.
In addition, in order to more reliably transmit the rotational force to the rear wheel 320 in the above-described embodiment, the rotation bar 220a may be further provided with a protruding protruding structure.

또한 본 실시예에서, 상부 이동 베이스(200)의 선단부에는 한개의 모터부, 즉 제4 모터부(M4)와, 자전거의 전륜(330)이 회전가능하게 고정되는 회전반(230)이 설치된다. 도 3은 이와 같은 제4 모터부(M4)와 회전반(230)의 구성을 확대하여 나타낸 확대도이다.
In the present embodiment, one motor portion, that is, a fourth motor portion M4, and a rotating plate 230, to which the front wheel 330 of the bicycle is rotatably fixed, are provided at the tip of the upper moving base 200 . Fig. 3 is an enlarged view showing the configuration of the fourth motor unit M4 and the rotating shaft 230 in an enlarged manner.

도 3에 도시된 바와 같이, 제4 모터부(M4)는 상부 이동 베이스(200)의 내부에 수납되어 설치되고, 제4 모터부(M4)의 회전축의 일단에는 캠부(245)가 형성된다. 또한 캠부(245)의 수직 상방에는 회전반(230)이 형성되고 회전반(230)의 중심부는 수직봉(247)을 통해 캠부(245)에 결합된다. 도시하지는 않았지만 수직봉(247)과 캠부(245)의 결합을 유지하기 위한 공지된 고정 수단이 더 구성될 수도 있다는 것은 당업자에게 자명하다.
3, the fourth motor M4 is accommodated in the upper movable base 200 and a cam 245 is formed at one end of the rotating shaft of the fourth motor M4. A rotating shaft 230 is formed vertically above the cam 245 and a central portion of the rotating shaft 230 is coupled to the cam 245 through a vertical rod 247. It is apparent to those skilled in the art that although not shown, known fixing means for maintaining the engagement of the vertical rod 247 and the cam portion 245 may be further constructed.

이와 같은 구조에서는 제4 모터부(M4)의 회전에 의해 캠부(245)가 회전되고 캠부(245)의 회전에 의해 회전반(230)이 상하로 이동하게 되어 실내 자전거 주행시 비포장 도로와 같이 노면이 불규칙한 길을 운행할 때 발생되는 전륜(330)에서의 상하 요동 느낌을 사용자에게 제공할 수 있다.
In such a structure, the cam portion 245 is rotated by the rotation of the fourth motor portion M4, and the rotating shaft 230 is moved up and down by the rotation of the cam portion 245, so that the road surface It is possible to provide the user with a sense of up-and-down motion in the front wheel 330 generated when the vehicle runs on an irregular road.

또한 상부 이동 베이스(200)의 선단부에 형성된 회전반(230)에는 자전거 전륜(330)이 고정 배치되고 자전거에 형성된 전륜 고정암(330a)이 회전반(230)에 고정되어 자전거의 핸들(350) 회전에 따라 회전반(230)이 회전되도록 구성된다. 이와 같은 구성에 따르면 사용자가 실내 자전거(300)를 타고 주행을 하면서도 실제와 같이 자전거의 조향을 진행할 수 있다는 이점이 더 얻어 질 수 있다.
The front wheel fixing bolt 330a fixed to the bicycle is fixed to the rotating plate 230 and the handle 350 of the bicycle is fixed to the rotating base 230 formed at the tip of the upper moving base 200, So that the rotating disk 230 is rotated in accordance with the rotation. According to such a configuration, it is possible to obtain further the advantage that the user can steer the bicycle while actually riding on the indoor bicycle 300.

회전반(230)은 좌우측으로 ±90°의 범위 내에서 회전가능하도록 구성될 수 있고, 회전반의 회전 각도를 검출하기 위한 조향각 센서(430)가 연결될 수도 있다.
The rotating plate 230 may be configured to be rotatable within a range of ± 90 ° to the left and right, and a steering angle sensor 430 may be connected to detect the rotating angle of the rotating plate.

또한, 본 발명에 따르면, 실내 자전거의 전륜(330)에는 전륜을 회전시키기 위한 제5 모터부(M5)가 더 제공된다. 제5 모터부(M5)의 일단부에는 전륜을 회전시키기 위한 회전봉(340a)이 설치되고, 회전봉(340a)은 자전거의 전륜(330)에 밀착하여 형성된다. 전륜(330)으로의 회전력을 보다 확실하게 전달하기 위해 회전봉(340a)에는 돌출된 형상의 요철 구조물이 더 형성될 수도 있다.
Further, according to the present invention, the front wheel 330 of the indoor bicycle is further provided with a fifth motor section M5 for rotating the front wheel. A rotary shaft 340a for rotating the front wheel is provided at one end of the fifth motor unit M5 and the rotary shaft 340a is formed in close contact with the front wheel 330 of the bicycle. In order to more reliably transmit the rotational force to the front wheel 330, the rotation bar 340a may be further provided with a protruding protruding structure.

제5 모터부(M5)는 뒤바퀴(320)의 회전 속도에 대응하여 전륜(330)을 회전시키도록 구성되며, 따라서 뒤바퀴(320)의 회전 속도를 감지하기 위한 회전 속도 센서(420)가 후륜(320)에 더 제공될 수도 있다.
The fifth motor M5 is configured to rotate the front wheel 330 in correspondence with the rotational speed of the rear wheel 320 so that the rotational speed sensor 420 for sensing the rotational speed of the rear wheel 320 And may be further provided to the rear wheel 320.

본 실시예에서 이용되는 자전거(300)는 일반적으로 이용되는 자전거 또는 본 발명에 따라 전용으로 제작된 자전거 중 어느 것이라도 사용될 수 있으며, 자전거(300)는 상부 이동 베이스(200) 상에 적당한 고정 수단, 예를 들면, 도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같은 전륜 고정암(330a) 및 후륜 고정암(320a)와 같은 수단에 의해 상부 이동 베이스(200)의 상판(210)에 단단하게 고정되며, 사용자에 의해 구동되는 패달의 회전 속도를 검출하기 위한 패달 회전 검출 수단(540)이 형성된다.
The bicycle 300 used in the present embodiment may be any of a bicycle generally used or a bike manufactured exclusively in accordance with the present invention, and the bicycle 300 may be mounted on the upper moving base 200 by a suitable fastening means Is rigidly fixed to the upper plate 210 of the upper moving base 200 by means such as a front wheel fixing arm 330a and a rear wheel fixing arm 320a as shown in Figs. 1A to 1C, The pedal rotation detecting means 540 for detecting the rotational speed of the pedal driven by the user is formed.

다음으로 도 4는 본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 시스템을 나타낸 도면으로서, 자전거 시뮬레이션 시스템 전술한 바와 같은 실내 자전거(10)와 시뮬레이션 프로그램이 내장된 퍼스널 컴퓨터 또는 PC(20)를 포함하고, 실내 자전거(10)와 PC(20)는 실내 자전거(10)에 내장된 컨트롤 패널(30)을 통해 연결되어, PC에 연결된 모니터를 통해 사용자에게 자전거 시뮬레이션을 제공하도록 구성된다.
Next, FIG. 4 shows a bicycle simulation system according to the present invention, in which a bicycle simulation system includes an indoor bicycle 10 as described above and a personal computer or PC 20 having a simulation program built therein, And the PC 20 are connected through a control panel 30 incorporated in the indoor bicycle 10 and are configured to provide a bicycle simulation to the user through a monitor connected to the PC.

도 5는 본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 시스템에서의 내부 회로 구조를 나타낸 도면이다. 컨트롤 패널(30)은 PC(20)로부터 데이터와 검출부(500)로부터 검출된 데이터에 기반하여 모터부를 구동하도록 구성된다.
5 is a diagram showing an internal circuit structure in a bicycle simulation system according to the present invention. The control panel 30 is configured to drive the motor section based on the data from the PC 20 and the data detected from the detecting section 500.

컨트롤 패널(30)은, PC(20)와의 통신을 위한 통신 인터페이스(601), PC(20) 또는 검출부(500)로부터의 입력에 기반하여 복수의 모터들을 제어를 수행하는 콘트롤러(605), 콘트롤러(6605)로부터이 명령에 기반하여 복수의 모터를 구동하는 모터 구동부(611), 경사값을 디코딩하는 경사 디코더(603), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD컨버터(607), 후륜 속도 센서(520), 패달 속도 센서(540)의 계측값을 카운팅하는 카운터(609)를 포함한다.
The control panel 30 includes a communication interface 601 for communication with the PC 20, a controller 605 for controlling a plurality of motors based on inputs from the PC 20 or the detection unit 500, A motor driver 611 for driving a plurality of motors based on the command from the acceleration sensor 6605, an oblique decoder 603 for decoding the inclination value, an AD converter 607 for converting an analog signal into a digital signal, a rear wheel speed sensor 520 And a counter 609 for counting the measured value of the pedal velocity sensor 540. [

도 5에 도시한 바와 같이, 컨트롤 패널(30)은 통신 인터페이스(601)를 통해 PC(20)에 접속되어 통신을 수행하는데, 본 실시예에서 통신 인터페이스(601)로서 USART 및/또는 이더넷 통신 인터페이스가 이용되었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
5, the control panel 30 is connected to the PC 20 via the communication interface 601 to perform communication. In this embodiment, the communication interface 601 is a USART and / or Ethernet communication interface However, the present invention is not limited thereto.

PC(20)로부터의 데이터는 통신 인터페이스(601)를 통해 수신되고 콘트롤러(605)로 입력된다. 콘트롤러(605)는 PC(20)로부터의 수신한 데이터로부터 시뮬레이션 프로그램에 이용되는 노면의 요철 정보와 경사 정보를 수신하고 이에 대응하여 모터 구동부를 제어하는데, 예를 들면, 경사도를 조절하는 제1 모터(M1), 전륜에서의 요철 요동을 구현하는 제4 모터(M4), 또는 후륜에서의 요철 요동을 구현하는 제2 모터(M2)를 구동하도록 제어한다.
Data from the PC 20 is received via the communication interface 601 and input to the controller 605. [ The controller 605 receives road surface irregularity information and inclination information used in the simulation program from the data received from the PC 20 and controls the motor driving unit in response to the information. For example, the controller 605 controls the first motor The fourth motor M4 for realizing the concave-convex oscillation at the front wheel, or the second motor M2 for realizing the concave-convex oscillation at the rear wheel.

AD 컨버터(607)은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 형식의 신호를 콘트롤러(605)에 제공하도록 기능하는데, 조향각 센서(530)와 같이 아날로그 형식으로 측정된 전류값을 수신하고 이를 디지털 값으로 전환하여 콘트롤러에 제공한다.
The AD converter 607 functions to convert an analog signal to a digital signal to provide a signal in a digital format to the controller 605. The AD converter 607 receives a current value measured in analog format, such as the steering angle sensor 530, And provides them to the controller.

콘트롤러(605)는 AD 컨버터(607)로부터 수신된 조향값을 통신 인터페이스(601)를 통해 PC(20)로 제공하고, PC(20)는 콘트롤러(605)로부터 수신된 조향값에 기반하여 모니터를 통해 사용자에게 제공되는 시뮬레이션 화면을 좌측 또는 우측으로 전환시킨다.
The controller 605 provides the steering value received from the AD converter 607 to the PC 20 via the communication interface 601 and the PC 20 outputs the steering value based on the steering value received from the controller 605 To the left or right side of the simulation screen provided to the user.

카운터(609)는 후륜 속도 센서(520)과 패달 속도 센서(540)으로부터 측정되는 값을 계수하여 콘트롤러(605)에 제공한다. 따라서 후륜의 속도에 대응하여 전륜에 부착되는 제5 모터(M5)를 구동하여 전륜에 동일한 회전을 부여할 수도 있고, 오르막 경사인 경우 패달 속도에 부하를 가하도록 후륜에 부착된 제3 모터(M3)에 역부하를 가하거나, 내리막 경사인 경우 사용자가 패달을 회전시키지 않더라도 제3 모터(M3)를 정방향으로 구동시킴으로써 뒷바퀴가 자동으로 회전될 수도 있게 된다.
The counter 609 counts the values measured from the rear wheel speed sensor 520 and the pedal speed sensor 540 and provides them to the controller 605. Therefore, it is possible to drive the fifth motor M5 attached to the front wheel corresponding to the speed of the rear wheel to impart the same rotation to the front wheels, or to apply the third motor M3 , Or in the case of a downward slope, the rear wheel may be automatically rotated by driving the third motor M3 in the forward direction even if the user does not rotate the pedal.

다음으로 본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 시스템에서의 바퀴/슬로프, 요철, 화면 제어 방법에 대해 설명한다.
Next, the wheel / slope, ruggedness, and screen control method in the bicycle simulation system according to the present invention will be described.

도 6은 본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 시스템에서의 바퀴 제어를 위한 흐름도를 나타낸다. 도 6에 도시한 바와 같이, 먼저 단계 S100에서 실내 자전거 내의 컨트롤 패널(30)에 의한 바퀴 제어가 시작된다.
6 shows a flowchart for wheel control in a bicycle simulation system according to the present invention. As shown in Fig. 6, in step S100, the wheel control by the control panel 30 in the indoor bicycle is started.

이후 단계 S110에서, 실내 자전거 내의 컨트롤 패널(30)은 패달이 회전하는지 여부를 판단한다. 패달이 회전하는 것으로 판단되면 단계는 S120으로 이어지고 단계 S120에서는 패달의 속도가 측정된 후 단계 S130으로 진행된다.
Thereafter, in step S110, the control panel 30 in the indoor bicycle determines whether the paddle rotates. If it is determined that the pedal is rotating, the process proceeds to S120, and in step S120, the speed of the pedal is measured and then the process proceeds to step S130.

한편 단계 S110에서 패달이 회전하지 않는 것으로 판단되면 단계는 단계 120을 점프하고 단계 S130으로 진행된다. 단계 S110에서 패달이 움직이지 않은 상태에서 단계 S130으로 진행되는 것은 사용자가 패달을 회전시키지 않더라도 자전거 주행중 후륜이 회전될 수 있기 때문에 자전거 시뮬레이션을 사실감 있게 구현함에 있어 중요하다.
On the other hand, if it is determined in step S110 that the pedal does not rotate, the step jumps to step 120 and proceeds to step S130. In step S110, if the pedal is not moved, the process proceeds to step S130 because the rear wheel can be rotated while the user does not rotate the pedal, which is important in realizing the bicycle simulation.

단계 S130에서는 후륜이 회전하는지 여부가 판단된다. 후륜이 회전하고 있는 경우 단계는 S140으로 진행되어 후륜의 속도가 측정되고 이어서 단계 S150으로 진행되어 측정된 후륜의 속도 만큼 전륜이 회전할 수 있도록 전륜용 모터인 제4 모터(M4)가 회전 구동된다.
In step S130, it is determined whether the rear wheels rotate. When the rear wheel is rotating, the step proceeds to S140, in which the speed of the rear wheel is measured, and then proceeds to step S150 where the fourth motor M4 as the front wheel motor is rotationally driven so that the front wheel can be rotated by the measured speed of the rear wheel .

한편 단계 S130에서 후륜이 회전하지 않은 것으로 판단되면 단계는 S150으로 진행되는데, 단계 S150에서는 후륜의 회전 속도가 측정되지 않기 때문에 제로인 것으로 간주되어 전륜 모터도 회전하지 않게 되며, 따라서 자전거의 전륜이 후륜의 속도에 대응하여 회전되어 자전거 시뮬레이션의 사실감이 더욱 향상될 수 있다.
If it is determined in step S130 that the rear wheel has not been rotated, the process proceeds to step S150. In step S150, since the rotational speed of the rear wheel is not measured, it is regarded as zero and the front wheel motor is not rotated. It is possible to further improve the realism of the bicycle simulation by rotating in response to the speed.

도 7은 본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 시스템에서 바퀴 제어와 함께 경사 제어를 위한 흐름도를 나타낸다.
FIG. 7 shows a flow chart for inclination control together with wheel control in a bicycle simulation system according to the present invention.

단계 S200에서, 실내 자전거 내의 컨트롤 패널(30)에 의한 바퀴 및 경사 제어가 시작된다. 이어서 단계 S210에서 실내 자전거 내의 컨트롤 패널(30)은 PC(20)로부터 시뮬레이션에 이용되는 데이터가 수신되었는지를 판단한다. PC(20)로부터 데이터가 정상적으로 수신된 경우 단계는 S220으로 진행되고 미리 정해진 시간을 초과한 경우에는 사용자의 안전을 위해 단계는 S298로 진행되어 모니터 상에 에러 메시지를 출력하는 한편 자전거 시뮬레이션을 강제로 종료 시킨다.
In step S200, the wheel and tilt control by the control panel 30 in the indoor bicycle is started. Subsequently, in step S210, the control panel 30 in the indoor bicycle determines whether data used for the simulation has been received from the PC 20. [ If the data is normally received from the PC 20, the process proceeds to S220. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to S298 for the user's safety so as to output an error message on the monitor, And terminates.

PC(20)로부터 시뮬레이션에 이용되는 데이터가 정상적으로 수신되고 나면 단계 S220에서는 시뮬레이션 종료 신호가 수신되었는지 여부를 판단한다. 사용자에 의해 생성되는 종료 신호가 수신되는 경우 단계는 S295로 진행되어 자전거 시뮬레이션은 정상적으로 종료된다. 한편 단계 S220에서 종료 신호가 수신되지 않은 경우에는 단계는 S230으로 진행된다.
After the data used for the simulation is normally received from the PC 20, it is determined in step S220 whether a simulation end signal has been received. If a termination signal generated by the user is received, the process proceeds to S295 where the bicycle simulation ends normally. On the other hand, if the end signal is not received in step S220, the process proceeds to step S230.

단계 S230에서 실내 자전거 내의 컨트롤 패널(30)은 상부 이동 베이스(200)의 현재 경사도를 판단하고 경사도가 미리 정해진 경사 범위, 예를 들면 ±25°의 경사 범위를 벗어난 것으로 판단하면 사용자의 안전을 위해 단계는 S298로 진행되어 모니터 상에 에러 메시지를 출력하는 한편 자전거 시뮬레이션을 강제로 종료 시킨다.
In step S230, the control panel 30 in the indoor bicycle determines the current inclination of the upper movable base 200. If it is determined that the inclination exceeds the predetermined inclined range, for example, the inclination range of ± 25 degrees, The process proceeds to S298 where an error message is displayed on the monitor and the bicycle simulation is forcibly terminated.

단계 S230에서 경사도가 정상적인 범위 내에 있는 것으로 판단되면 단계는 S240으로 진행되는데, 단계 S240에서는 PC(20)로부터 수신되는 데이터에 포함된 현재의 경사도를 이전의 경사도와 비교를 하고 현재의 경사도가 이전의 경사도보다 큰 경우에는 단계 S250에서 상부 이동 베이스(200)의 경사도를 필요한 많큼 증가시키고, 그렇지 않은 경우에는 단계 S252에서와 같이 상부 이동 베이스(200)의 경사도를 필요한 많큼 감소시켜 경사도를 조절한다.
If it is determined in step S230 that the slope is within the normal range, the flow advances to step S240. In step S240, the current slope included in the data received from the PC 20 is compared with the previous slope, If the slope is larger than the slope, the slope of the upper moving base 200 is increased as much as necessary at step S250. Otherwise, the slope of the upper moving base 200 is decreased as necessary to adjust the slope as in step S252.

단계 S260 내지 단계 S290에서는 단계 S250과 단계 S252에서의 경사도 변경에 기반하여 시뮬레이션에 현재 이용되고 있는 도로의 경사가 오르막 경사인지 내리막 경사인지를 판단하고 각각의 모터, 예를 들면, 후륜 모터인 제3 모터(M3) 및 전륜 모터인 제5 모터(M5)의 구동을 결정하게 된다.
In steps S260 to S290, it is determined whether the inclination of the road currently used in the simulation is an uphill slope or a downhill slope based on the inclination change in steps S250 and S252, and each motor, for example, The motor M3 and the fifth motor M5 as the front wheel motor.

예를 들면, 단계 S260에서 단계 S250과 단계 S252에서의 경사도 변경에 기반하여 오르막 경사인 것으로 판단되면 단계는 S270으로 진행되어 후륜 모터(M3)를 정지시키거나 역방향 구동시킴으로써 후륜에 부하를 인가시킨다. 따라서 오르막 경사에서 후륜에 부하가 걸림에 따라 사용자는 실제 오르막 경사를 주행하는 것 처럼 패달을 회전함에 있어서 부하를 느낄 수 있게 된다.
For example, if it is determined in step S260 that the slope is inclined based on the inclination change in step S250 and step S252, the process proceeds to step S270 to apply a load to the rear wheels by stopping or driving the rear wheels M3 in the reverse direction. Therefore, as the load is applied to the rear wheel in the ascending slope, the user can feel the load in rotating the pedal as if the actual uphill slope is running.

한편, 단계 S260에서 오르막 경사가 아닌 것으로 판단되면, 단계 S262로 진행되고 컨트롤 패널(30)은 내리막 경사인지 여부를 판단하게 된다. 단계 S262에서 내리막 경사인 것으로 판단되면 단계는 S272로 진행되어 후륜 모터(M3)를 정방향 구동시킴으로써 후륜에 추진력을 인가시킨다.
On the other hand, if it is determined that the uphill slope is not the uphill slope in step S260, the flow advances to step S262 to determine whether the control panel 30 is downhill slope. If it is determined in step S262 that the vehicle is downhill, the process proceeds to step S272 to apply forward driving force to the rear wheels by driving the rear wheel motor M3 in the forward direction.

따라서 내리막 경사에서 후륜에 부하가 감소됨에 따라 시용자는 실제 내리막 경사를 주행하는 것 처럼 패달을 회전함에 있어서 감소된 부하를 느낄 수 있거나 패달을 회전시키지 않더라도 후륜이 모터에 의해 정방향으로 회전됨에 따라 실제 내리막을 주행하고 있다는 느낌을 얻을 수 있게 된다.
Therefore, as the load on the rear wheel is decreased from the downward slope, the user can feel a reduced load in rotating the pedal as if the actual downhill slope is traveling, or if the rear wheel is rotated in the forward direction by the motor, It is possible to obtain a feeling that the vehicle is running.

또한 단계 S262에서 내리막 경사가 아닌 것으로 판단되면 단계는 S264로 진행되고, 단계 S264에서 후륜이 회전하고 있는지 여부를 판단하게 된다. 단계 S264에서 후륜이 회전하고 있는 것으로 판단되면 단계는 S272로 진행되어 컨트롤 패널(30)은 후륜 모터(M3)를 정방향으로 회전 구동시킨다. 한편 단계 S264에서 후륜이 회전하고 있지 않은 것으로 판단되면 후륜 모터(M3)는 수동회전 가능한 아이들(IDLE) 상태로 유지된다.
If it is determined in step S262 that it is not the downward slope, the process proceeds to step S264, and in step S264, it is determined whether the rear wheels are rotating. If it is determined in step S264 that the rear wheels are rotating, the control proceeds to step S272, where the control panel 30 rotationally drives the rear wheel motor M3 in the normal direction. On the other hand, if it is determined in step S264 that the rear wheels are not rotating, the rear wheel motor M3 is maintained in the IDLE state in which the vehicle can be manually rotated.

단계 S270, 단계 S272, 단계 S274가 수행되고 나면 단계 S280으로 진행되고, 단계 S280에서는 패달이 회전되는지 여부를 확인한다. 패달이 회전하지 않는 경우 단계는 S210으로 복귀되고 패달이 회전하는 경우에는 단계 S290으로 진행되어 전륜 모터(M5)가 정방향으로 구동되는데 이때 전류 모터(M)는, 바람직하게 전륜의 회전 속도가 후륜의 회전 속도와 일치하도록 구동되는 것이 바람직하다.
After step S270, step S272, and step S274 are performed, the flow advances to step S280, and in step S280, whether the pedal is rotated or not is checked. If the pedal does not rotate, the process returns to step S210, and if the pedal rotates, the process proceeds to step S290 so that the front wheel motor M5 is driven in the forward direction. At this time, the current motor M preferably rotates the front wheel And is preferably driven to coincide with the rotational speed.

이와 같은 구성에 따르면 자전거용 시뮬레이션 프로그램에 대응하여 실내 자전거의 경사도를 조절할 수 있을 뿐만 아니라 경사도에 따른 후륜과 전륜의 회전을 제어할 수 있게 됨으로써 보다 사실적인 시뮬레이션이 구현될 수 있다.
According to this configuration, not only the inclination degree of the indoor bicycle can be controlled corresponding to the simulation program for the bicycle, but also the rotation of the rear wheel and the front wheel according to the degree of inclination can be controlled, realistic simulation can be realized.

한편 단계 S290에서 전륜 모터(M5)를 구동시킨 이후 단계는 S210으로 복귀되어 단계 S210 내지 단계 S290을 반복적으로 수행하게 된다.
On the other hand, after driving the front wheel motor M5 in step S290, the process returns to step S210 to repeat step S210 to step S290.

도 8은 본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 시스템에서의 요철 제어를 위한 흐름도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 먼저 단계 S300에서, 실내 자전거 내의 컨트롤 패널(30)에 의한 요철 제어가 시작된다.
FIG. 8 is a flowchart for the unevenness control in the bicycle simulation system according to the present invention. As shown in Fig. 8, first, in step S300, the unevenness control by the control panel 30 in the indoor bicycle is started.

단계 S310에서 실내 자전거 내의 컨트롤 패널(30)은 PC(20)로부터 시뮬레이션에 이용되는 데이터가 수신되었는지를 판단한다. PC(20)로부터 데이터가 정상적으로 수신된 경우 단계는 S320으로 진행되고 미리 정해진 시간을 초과한 경우에는 사용자의 안전을 위해 단계는 S398로 진행되어 모니터 상에 에러 메시지를 출력하는 한편 자전거 시뮬레이션을 강제로 종료 시킨다.
In step S310, the control panel 30 in the indoor bicycle determines whether data used for the simulation has been received from the PC 20. [ If the data is normally received from the PC 20, the process proceeds to S320. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to S398 for the safety of the user to output an error message on the monitor, And terminates.

PC(20)로부터 시뮬레이션에 이용되는 데이터가 정상적으로 수신되고 나면 단계 S320에서는 시뮬레이션 종료 신호가 수신되었는지 여부를 판단한다. 사용자에 의해 생성되는 종료 신호가 수신되는 경우 단계는 S395로 진행되어 자전거 시뮬레이션은 정상적으로 종료된다. 한편 단계 S320에서 종료 신호가 수신되지 않은 경우에는 단계는 S330으로 진행된다.
After the data used for the simulation is normally received from the PC 20, in step S320, it is determined whether a simulation end signal has been received. If a termination signal generated by the user is received, the process proceeds to S395 where the bicycle simulation ends normally. On the other hand, if the end signal is not received in step S320, the process proceeds to step S330.

단계 S330에서 실내 자전거 내의 컨트롤 패널(30)은 상부 이동 베이스(200)의 현재 경사도를 판단하고 경사도가 미리 정해진 경사 범위, 예를 들면 ±25°의 경사 범위를 벗어난 것으로 판단하면 사용자의 안전을 위해 단계는 S398로 진행되어 모니터 상에 에러 메시지를 출력하는 한편 자전거 시뮬레이션을 강제로 종료 시킨다.
In step S330, the control panel 30 in the indoor bicycle determines the current inclination of the upper movable base 200. When it is determined that the inclination exceeds the predetermined inclined range, for example, an inclination range of ± 25 degrees, The flow advances to step S398 to output an error message on the monitor and forcibly terminate the bicycle simulation.

단계 S330에서 경사도가 정상적인 범위 내에 있는 것으로 판단되면 단계는 S340으로 진행되는데, 단계 S340에서는 PC(20)로부터 수신되는 데이터에 포함된 노면의 요철 정보의 유무를 판단하고 후륜의 요철용 모터 또는 제2 모터(M2)를 구동시켜 복수의 캠부(210a~210d) 중 데이터에 매칭되는 하나를 후륜(320)의 하부에 배치시킨다.
If it is determined in step S330 that the inclination is within the normal range, the process proceeds to step S340. In step S340, it is determined whether or not the road surface irregularity information included in the data received from the PC 20 is present, The motor M2 is driven to locate one of the plurality of cam portions 210a to 210d matching the data at the lower portion of the rear wheel 320. [

이후 단계 S350에서 컨트롤 패널(30)은 단계 S350에서 후륜(320)이 회전하고 있는지 여부를 판단한다. 단계 S350에서 후륜이 회전중인 것으로 판단되면, 단계는 S360으로 진행되는 한편 후륜이 회전중인 것이 아닌 것으로 판단되면 단계는 S310으로 복귀된다.
In step S350, the control panel 30 determines whether the rear wheel 320 is rotating in step S350. If it is determined in step S350 that the rear wheels are rotating, the process proceeds to step S360, whereas if it is determined that the rear wheels are not rotating, the process returns to step S310.

단계 S350에서 후륜이 회전중인 것으로 판단되면 단계 S360에서 컨트롤 패널(30)은 전륜용의 요철 모터인 제4 모터(M4)를 회전시켜 제4 모터(M4)에 결합된 캠부(245)를 회동시키고, 단계는 S310으로 복귀된다.
If it is determined in step S350 that the rear wheel is rotating, the control panel 30 rotates the fourth motor M4, which is a front wheel concave / convex motor, to rotate the cam part 245 coupled to the fourth motor M4 , The step returns to S310.

이와 같은 구성에 따르면 자전거용 시뮬레이션 프로그램에 대응하여 노면의 요철에 대응하여 실내 자전거에서도 실제와 유사한 요철감을 제공함으로써 보다 사실적인 자전거 시뮬레이션이 구현될 수 있다.
According to such a configuration, in response to a simulation program for a bicycle, a realistic bicycle simulation can be realized by providing a roughness similar to that of an actual bicycle in response to the unevenness of the road surface.

도 9는 본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 시스템에서의 화면 제어를 위한 흐름도를 나타낸다. 도 9에 도시한 바와 같이, 먼저 단계 S400에서 실내 자전거 내의 컨트롤 패널(30)에 의한 화면 제어가 시작된다. 컨트롤 패널(30)은 단계 S410에서 자전거의 핸들이 왼쪽으로 회전되었느지 여부를 판단한다.
9 shows a flow chart for screen control in the bicycle simulation system according to the present invention. As shown in Fig. 9, first, the screen control by the control panel 30 in the indoor bicycle is started in step S400. The control panel 30 determines in step S410 whether the handle of the bicycle is rotated to the left.

이와 같은 판단은 실내 자전거에 배치된 조향각 센서(530)로부터의 검출값에 기반하여 수행된다. 단계 S410에서 핸들이 왼쪽으로 조향된 것으로 판단되면 컨트롤 패널(30)은 조향각 검출값을 PC(20)의 시뮬레이션 프로그램으로 전달하고 PC(20)는 단계 S420에서 사용자에게 제공하는 화면을 좌측으로 이동시키고 PC 화면 제어가 종료된다.
This determination is performed based on the detection value from the steering angle sensor 530 disposed on the indoor bicycle. If it is determined in step S410 that the steering wheel is steered to the left, the control panel 30 transmits the steering angle detection value to the simulation program of the PC 20, and the PC 20 moves the screen provided to the user to the left in step S420 PC screen control ends.

만일 단계 410에서 자전거의 핸들이 왼쪽으로 회전되지 않은 것으로 판단되면 단계 S415로 진행되고 단계 S415에서는 핸들이 오른쪽으로 조향된 것으로 판단되었는지 여부를 판단하게 된다. 이와 같은 판단 역시 실내 자전거에 배치된 조향각 센서(530)로부터의 검출값에 기반하여 수행된다.
If it is determined in step 410 that the handle of the bicycle is not rotated to the left, the process proceeds to step S415. In step S415, it is determined whether or not the steering wheel is determined to be steered to the right. This determination is also performed based on the detection value from the steering angle sensor 530 disposed on the indoor bicycle.

단계 S415에서 핸들이 오른쪽으로 회전된 것으로 판단되면 컨트롤 패널(30)은 조향각 검출값을 PC(20)의 시뮬레이션 프로그램으로 전달하고 PC(20)는 단계 S425에서 사용자에게 제공하는 화면을 우측으로 이동시키고 PC 화면 제어가 종료된다.
If it is determined in step S415 that the steering wheel is rotated to the right, the control panel 30 transmits the steering angle detection value to the simulation program of the PC 20, and the PC 20 moves the screen provided to the user to the right in step S425 PC screen control ends.

만일 단계 S415에서 오른쪽으로 회전되지 않은 것으로 판단되면 컨트롤 패널(30)은 단계 S495로 진행되고 PC 화면 제어가 종료된다.
If it is determined in step S415 that the screen is not rotated to the right, the control panel 30 proceeds to step S495 and the PC screen control is terminated.

이와 같은 본 발명에 따르면, 사용자가 실내 운동용 자전거를 타고 주행할 때 실제 자전거를 타고 있는 것 처럼 자전거의 경사 자세, 바퀴 및 요철 제어 등이 가능한 더욱 사실적인 자전거 시뮬레이션 시스템을 제공할 수 있게 된다.
According to the present invention as described above, it is possible to provide a more realistic bicycle simulation system capable of controlling the inclination posture, the wheel, and the concavo-convex control of the bicycle as if the user is riding the actual bicycle when riding the bicycle for indoor exercise.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments.

따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기 보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Therefore, the scope of the present invention should be construed as being covered by the following claims rather than being limited by the above embodiments, and all technical ideas within the scope of the claims should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 실내 자전거 본체 20: PC
30: 컨트롤 패널 100: 하부 고정 베이스
200: 상부 이동 베이스 300: 자전거
M1: 경사 조절용 모터 M2: 후륜 요철용 모터
M3: 후륜 구동 모터 M4: 전륜 요철용 모터
M5: 전류 구동 모터10: Indoor Bicycle Body 20: PC
30: Control panel 100: Lower fixed base
200: upper movable base 300: bicycle
M1: Motor for controlling the inclination M2: Motor for rear wheel unevenness
M3: rear wheel drive motor M4: front wheel wheel
M5: Current drive motor

Claims

1. A bicycle simulation system including an indoor bicycle body and a personal computer connected to an indoor bicycle body and executing a simulation program,
The indoor bicycle main body includes a plurality of motors and a control panel for controlling a plurality of motors and mutually communicating with the personal computer,
Wherein the plurality of motors comprise:
An inclination adjusting motor for adjusting the inclination of the bicycle,
A rear wheel drive motor for rotating the rear wheel, a front wheel unevenness motor coupled to the front wheels of the bicycle, and a front wheel drive motor for rotating the front wheel,
The control panel receives the road running data from the personal computer and drives the tilt adjusting motor in accordance with the tilt information included in the road running data,
Wherein the control panel receives the road running data from the personal computer and drives the rear wheel uneven motor and the front wheel unevenness motor in accordance with the unevenness information included in the road running data
Bike simulation system.

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The method according to claim 1,
The indoor bicycle main body includes pedal rotation speed detection means for detecting a pedal rotation speed and rear wheel rotation speed detection means for detecting a rear wheel rotation speed,
And the control panel drives the front wheel drive motor so as to rotate the front wheel in accordance with the rotational speed of the rear wheel
Bike simulation system.

The method of claim 3,
The control panel includes an inclination encoder for detecting the inclination of the bicycle and, when the result read by the inclination encoder is read as ascending slope or upward slope, a rear wheel drive motor for applying a load corresponding to the ascending slope to the rear wheel, Is stopped or is driven in the reverse direction
Bike simulation system.

The method of claim 3,
The control panel includes a tilt encoder for detecting the tilt of the bicycle, and if the result read by the tilt encoder is read as a downward tilt or downward tilt, even if the user does not rotate the pedal, Characterized in that
Bike simulation system.

A control method of a bicycle simulation system including an indoor bicycle body and a personal computer connected to an indoor bicycle body and executing a simulation program,
Receiving road running data from a personal computer;
Detecting rotation of the pedal;
Measuring a pedal speed when the rotation of the pedal is detected;
Sensing the rotation of the rear wheel after measuring the pedal speed;
Detecting the rotational speed of the rear wheel when the rotation of the rear wheel is sensed;
Rotating the front wheel corresponding to the rotational speed of the rear wheel,
The control method of the bicycle simulation system includes:
Further comprising the step of determining whether the slope during running is an uphill slope or a downhill slope after the step of adjusting the slope, wherein when it is determined that the slope is an uphill slope, a load is applied to the rear wheel, Further comprising the step of forcibly rotating the rear wheel when the rotation of the pedal is not detected,
The control method of the bicycle simulation system includes:
Further comprising the step of receiving the unevenness information included in the road running data,
Further comprising the step of pivoting the rear and front wheels of the bicycle in the up and down directions in accordance with the concavoconvex information
Control method of bicycle simulation system.

The method according to claim 6,
And detecting the rotation of the rear wheel without measuring the pedal speed when the rotation of the pedal is not detected in the step of detecting the rotation of the pedal
Control method of bicycle simulation system.

8. The method of claim 7,
Receiving an inclination included in the road running data;
Further comprising the step of adjusting the current slope by comparing the current slope of the indoor bicycle body with the currently received slope,
Control method of bicycle simulation system.

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